鍵與花鍵(第7章)

1、 第七章 鍵與花鍵聯(lián)接 71 鍵聯(lián)接 鍵是一種標準件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件與擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉(zhuǎn)運動成扭矩，而導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導(dǎo)向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構(gòu)造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵1、平鍵 1）普通平鍵 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動 構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩； 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。 （2）承載能力：壓潰主要失效形式鍵剪斷（1）工作面：兩側(cè)面工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩普通平鍵： 圓 頭 A型（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙 方 頭 B型常用螺釘固

2、定半圓頭C型（端銑刀加工）用于軸端與輪轂聯(lián)接 工作面( b )( a )( c )( d )c)一端圓頭一端方頭b)方頭2）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方頭、單圓頭 用于薄臂結(jié)構(gòu)、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接 3）導(dǎo)向平鍵與滑鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相對軸向移動的聯(lián)接 導(dǎo)向鍵鍵不動，輪轂軸向移動滑鍵鍵隨輪轂移動特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠，多用于高精度聯(lián)接。但只能圓周固定，不能承受軸向力 2、半圓鍵 軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何中心擺動，鍵的側(cè)面為工作面，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。 特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐

3、形軸與輪轂的聯(lián)接缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 采用雙鍵時，不能相隔180,應(yīng)位于軸的同一母線上。工作面普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側(cè)面有間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并可傳遞小部分單向軸向力 特 點 ：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差，力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應(yīng)比鍵長2倍才能裝入。且要罩安全罩 3、楔鍵聯(lián)接 1 ：1 0 0工 作 面方頭楔鍵 鉤頭楔鍵 兩個斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打入）布置在圓周的切向工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來傳遞扭矩 4、

4、切向鍵工 作 面轂1:100軸1、選擇由軸徑d從標準中選bh由輪轂寬選鍵長L（系列值）由結(jié)構(gòu)確定，而不是由強度確定。校核2bLlbLlLl (圓頭平鍵)(方頭平鍵)(單圓頭平鍵)類型尺寸： （bh）L二、鍵聯(lián)接的選擇和強度校核 普通平鍵的主要尺寸失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者） 磨損（動聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少） 1、平鍵聯(lián)接的強度校核 a) 擠壓強度條件為： PdPkldTlkTlkN2000/10002允許傳遞的扭矩： PkldT21T扭矩（Nmm）k工作高度 k=h/2 d軸徑（mm） l工作長度 A型鍵：l=L-b B型鍵：l=L C型鍵：l=L-b/2 L公稱長度 b）剪切強

5、度條件 2000/10002bldTblTblNd2、半圓鍵聯(lián)接強度校核 2000/10002bldTblTblNd強度不夠時，措施：1）雙鍵，180布置（按1.5個鍵計算）三鍵，120布置 2）增大軸徑d 3）增長L，但輪轂長受力不利 4）改用花鍵 72 花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成花鍵齒側(cè)面為工作面適用于動、靜聯(lián)接 一、類型、特點和應(yīng)用 1、特點：1）齒較多、工作面積大、承載能力較高2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻3）齒槽線、齒根應(yīng)力集中小，對軸的強度削弱減少4）軸上零件對中性好5）導(dǎo)向性較好6）加工需專用設(shè)備、制造成本高2、花鍵類型 按齒形分： 矩形花鍵

6、 矩形花鍵聯(lián)接按新標準為內(nèi)徑定心，定心精度高，定心穩(wěn)定性好，配合面均要研磨，磨削消除熱處理后變形，應(yīng)用廣泛3、定心方式：矩形內(nèi)徑定心；漸開線齒面定心；其它定心方式4、特性： （1）齒對稱布置，受載均勻； （2）齒淺，應(yīng)力集中； （3）承載； （4）定心好； （5）可用于“動”、“靜”；（6）漸開線較矩形根部， 承載， 定心精度高，宜用于 載荷大、尺寸大場合。 漸開線花鍵定心方式為齒形定心，當(dāng)齒受載時，齒上的徑向力能自動定心，有利于各齒均載，應(yīng)用廣泛，優(yōu)先采用 三角形花鍵齒數(shù)較多，齒較小，對軸強度削弱小。適于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián)接應(yīng)用較少 二、花鍵聯(lián)接的設(shè)計計算 設(shè)計：選花鍵類型按

7、軸徑定花鍵尺寸驗算聯(lián)接強度 失效形式：鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動聯(lián)接） 齒根剪斷 hCCdmNdD設(shè)：工作載荷沿鍵的工作長度l均勻分布。且各齒面上壓力的合力N作用在平均半徑dm處，如圖 擠壓強度條件： PmPdlhzT2000動聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000PdlhzTPm T傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長度（mm）dm花鍵的平均直徑載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側(cè)面工作高度（mm） 73 無花鍵聯(lián)接 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 一、型面聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點：沒有應(yīng)力集中源，對中性好，承載能力強，裝拆方便，但加工不方便，需用專用設(shè)備，應(yīng)用較少。另

8、外成形面還有方形、六邊形及切邊圓形等，但對中性較差。 二、脹緊聯(lián)接 如圖為彈性環(huán)聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞扭矩，有過載保護作用。彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、60Cr2）并經(jīng)熱處理。錐角一般為12.517，另外要求內(nèi)、外環(huán)錐面配合良好。特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應(yīng)力集中，對中性好，但加工要求較高，應(yīng)用受限制。dLDl74 銷聯(lián)接 定位銷主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加工和裝配時的主要輔助零件。聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，中圖，可傳遞不大的載荷安全銷主要用于安全保護裝置中的過載剪斷元件 ，右圖1、銷聯(lián)接 開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松

9、效果好，適用于有沖擊、振動的場合的聯(lián)接。 圓柱銷靠過盈配合固定在銷孔中，經(jīng)多次裝拆會降低定位精度和可靠性。 圓錐銷具有1:50的錐度，安裝方便，定位精度高。 端部帶螺紋的圓錐銷可用于盲孔或拆卸困難的場合； 槽銷上有輾壓或模鍛出的三條縱向溝槽，將槽銷打入銷孔后，由于材料的彈性使銷擠壓在銷孔中，不易松脫，因而能承受振動和變載荷。 銷軸用于兩零件的鉸接處，構(gòu)成鉸鏈聯(lián)接。銷軸通常用于開口銷鎖定，工作可靠，裝拆方便。75 過盈聯(lián)接 一、過盈聯(lián)接的類型與應(yīng)用 利用兩個被聯(lián)接件本身的過盈配合來實現(xiàn)，一為包容件，另一為被包容件 無輔助件用于軸與輪轂聯(lián)接，輪圈與輪芯的聯(lián)接及滾動軸承與軸及座孔的聯(lián)接軸向固定FF/2F/2p p周向固定Tp p摩擦力力矩二、過盈聯(lián)接的工作原理與